DE19639227A1 - Appts. for measuring concentration of substance in fluid esp. blood sugar measurement appts - Google Patents
Appts. for measuring concentration of substance in fluid esp. blood sugar measurement apptsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Konzen tration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbesondere zur Blutzuckermessung, wobei die zu messende Flüssigkeit auf das aus einem hydrophilen Material bestehende Meßfeld eines Test streifens aufgetragen und die dadurch bewirkte Änderung des optischen Reflexions- oder Transmissionsvermögens im Bereich des Meßfeldes erfaßt wird.The invention relates to a method for measuring the concentration tration of a substance in a liquid, in particular for Blood sugar measurement, with the liquid to be measured on the measuring field of a test consisting of a hydrophilic material applied and the resulting change in the optical reflectance or transmittance in the area of the measuring field is detected.
Bei der von dem Patienten selbst durchzuführenden Blutzucker messung gibt der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld des Teststreifens, das dann optisch vermessen wird, wobei ein Detektor beispielsweise die Farbänderung des Meßfeldes er faßt, die durch das Auftropfen des Blutes auf das Meßfeld hervorgerufen wird. Das von dem Detektor abgegebene Signal entspricht einem Mittelwert der Farbänderung in dem Meßfeld. Ein korrekter Wert wird nur dann erhalten, wenn die Blutmenge ausreicht, um das gesamte Meßfeld gleichförmig zu benetzen. Wird dagegen das Meßfeld nur teilweise benetzt, wird die Mes sung verfälscht, da in die Mittelung des Meßwertes auch Be reiche eingehen, in denen praktisch keine chemische Reaktion erfolgte und damit auch keine Farbänderung stattfand. Bis dieser Fehler bei der herkömmlichen Messung erkannt wird, ist eine Nachdosierung in der Regel nicht mehr möglich, weil in dem benetzten Teil des Meßfeldes die chemische Reaktion be reits zu weit fortgeschritten ist und somit auch beim weite ren Auftropfen von Blut eine gleichmäßige Verfärbung des Meß feldes nicht mehr erreichbar ist. Zudem hat sich bei dem Pa tienten in der Regel auch die kleine Stichwunde, aus der er den Blutstropfen gepreßt hat, wieder soweit geschlossen, daß kein weiteres Blut austritt. Der Patient muß daher die Mes sung wiederholen, was für ihn sehr unangenehm ist, wenn man bedenkt, daß ein Patient unter Umständen mehrmals am Tag eine derartige Messung durchführen und sich hierzu jedesmal in den Finger stechen muß.With the blood sugar to be performed by the patient himself the patient puts a drop of blood on the measuring field of the test strip, which is then measured optically, with a Detector, for example, he changes the color of the measuring field summarizes that by the drop of blood on the measuring field is caused. The signal emitted by the detector corresponds to an average of the color change in the measuring field. A correct value is only obtained when the amount of blood sufficient to uniformly wet the entire measuring field. If, on the other hand, the measuring field is only partially wetted, the measuring solution falsified, since in the averaging of the measured value also Be enter into rich where there is practically no chemical reaction and there was no color change. To this error is detected in the conventional measurement subsequent dosing is usually no longer possible because in the wetted part of the measuring field be the chemical reaction is already too far advanced and therefore also with the distance Ren drop of blood a uniform discoloration of the measurement field is no longer accessible. In addition, the Pa usually also the small stab wound from which he pressed the drop of blood, closed again so far that no more blood comes out. The patient must therefore take the measurement repeat the solution, which is very uncomfortable for him if you considering that a patient may have one several times a day carry out such measurement and for this purpose each time in the Finger must sting.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der vorstehend ge nannte Fehler rechtzeitig erkannt und im gleichen Meßgang noch behoben werden kann.The invention has for its object a method of Specify the type mentioned, in which the ge named errors recognized in time and in the same measuring cycle can still be fixed.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Meßfeld in mindestens zwei Meßbereiche unterteilt wird, die getrennt abgetastet werden und daß eine Anzeige betätigt wird, wenn nach einer vorgegebenen Zeit die Differenz der für die beiden Meßbereiche erhaltenen Meßwerte einen vorgegebenen Wert überschreitet.This object is achieved in that the Measuring field is divided into at least two measuring ranges, the be sampled separately and that an indicator is actuated becomes, if after a predetermined time the difference of for the two measuring ranges received a predetermined value Value exceeds.
Sind die Meßwerte in den beiden Meßbereichen deutlich ver schieden, so daß ihre Differenz den vorgegebenen Schwellwert überschreitet, bedeutet dies, daß das Meßfeld nicht gleich förmig mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt wurde und die durch das Aufbringen der Flüssigkeit in dem Meßfeld hervorgerufene chemische Reaktion, die beispielsweise eine meßbare Farbänderung bewirkt, in den beiden Meßbereichen nicht gleichmäßig weit fortgeschritten ist. Man kann nun die Zeit für eine solche Prüfung der Meßwerte so wählen, daß eine Nachdosierung noch möglich ist. Mit den herkömmlichen Meß streifen läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren beispielsweise nach fünf Sekunden feststellen, ob das Meßfeld gleichmäßig mit der zu untersuchenden Flüssigkeit benetzt wurde. Ist dies nicht der Fall, wird der Patient alarmiert, so daß er noch einmal nachdosieren kann. Innerhalb dieser kurzen Zeit ist es in der Regel auch möglich, aus derselben Stichwunde noch einmal Blut auszupressen. Ferner ist die che mische Reaktion in den benetzten Bereichen noch nicht so weit fortgeschritten, daß ein Nachdosieren nicht mehr möglich wä re.Are the measured values clearly ver in the two measuring ranges divide so that their difference the predetermined threshold exceeds, this means that the measuring field is not the same was moistened with the liquid to be examined and by applying the liquid in the measuring field caused chemical reaction, for example a measurable color change causes in the two measuring ranges is not equally advanced. You can now Select the time for such a check of the measured values so that a Subsequent dosing is still possible. With the conventional measuring can be streaked with the measuring method according to the invention for example, after five seconds determine whether the measuring field evenly wetted with the liquid to be examined has been. If this is not the case, the patient is alerted so that he can dose again. Within this short time it is usually also possible to use the same Squeeze out blood again. Furthermore, the che mix reaction in the wetted areas not so far advanced that dosing would no longer be possible re.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden, daß die beiden Meßbereiche zum selben vorgegebenen Zeitpunkt gemessen und die Meßwerte miteinander verglichen werden. Es ist jedoch auch möglich, für jeden Meßbereich die Zeit zu messen, bis die Änderung des Reflexions- oder Trans missionsvermögens einen vorgegebenen Wert erreicht hat, wobei bei Überschreiten einer vorgegebenen Zeitspanne eine Anzeige betätigt wird, die den Patienten auf fordert, nachzudosieren.The method according to the invention can be carried out in this way be that the two measuring ranges to the same predetermined Time measured and the measured values compared will. However, it is also possible for the Measure time until the change in reflection or trans mission capacity has reached a predetermined value, whereby an ad if a specified period of time is exceeded is operated, which prompts the patient to add more.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Messen der Konzentration einer Substanz in einer Flüssigkeit, insbeson dere zur Blutzuckermessung, durch optisches Auswerten eines ein Meßfeld für die zu vermessende Flüssigkeit enthaltenden Teststreifens, umfassend ein Gehäuse mit einer Streifenauf nahme für den Teststreifen, einer Meßoptik, einer Auswerte schaltung und einer Anzeigeeinheit. Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe wird bei einer Meßvorrichtung der vorste hend genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Meßoptik mindestens zwei Abtasteinheiten zum Abtasten minde stens zweier unterschiedlicher Meßbereiche hat. Die Abta steinheiten können beispielsweise jeweils eine Licht-Sende- /Empfangseinheit umfassen, die auf unterschiedliche Meßberei che gerichtet und gleichzeitig betätigbar sind. Bei einer anderen Lösung haben die Abtasteinheiten jeweils einen Licht sender, wobei die Lichtsender auf unterschiedliche Meßberei che gerichtet und zu unterschiedlichen Zeitpunkten, bei spielsweise im Wechsel betätigbar sind, und wobei das Meßfeld durch einen den Abtasteinheiten gemeinsamen Detektor abtast bar ist.The invention further relates to a device for measuring the Concentration of a substance in a liquid, in particular another for measuring blood sugar, by optically evaluating one a measuring field for the liquid to be measured Test strip comprising a housing with a strip for the test strip, a measuring lens, an evaluation circuit and a display unit. To solve the beginning task is the first in a measuring device hend mentioned type proposed according to the invention that the Measuring optics at least two scanning units for scanning min has at least two different measuring ranges. The Abta Stone units can, for example, each have a light transmission / Include receiving unit, based on different measuring ranges che directed and actuated at the same time. At a another solution, the scanning units each have a light transmitter, the light transmitter on different measuring range che directed and at different times, at can be actuated alternately, and the measuring field by a detector common to the scanning units is cash.
Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen. Es zeigen:The following description explains in connection with the accompanying drawings, the invention based on execution examples. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Meßvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 1 is a schematic representation of a measuring apparatus according to a first embodiment of the invention,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines Teststreifens und das Meßfeld, Fig. 2 is a schematic plan view of a portion of a test strip and the measurement field,
Fig. 3 eine grafische Darstellung des Reflexionsvermögens gegenüber der Zeit für ungleich benetzte Meßbereiche des Meßfeldes, FIG. 3 is a graphical representation of reflectivity versus time for unevenly wetted measurement ranges of the measuring field,
Fig. 4 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer zwei ten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrich tung, und Fig. 4 is a Fig. 1 corresponding representation of a two-th embodiment of the Meßvorrich device, and
Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende grafische Darstellung zur Erläuterung eines abgewandelten Meßverfahrens. FIG. 5 is a graphical representation corresponding to FIG. 3 to explain a modified measuring method.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Meßgerätes umfaßt dieses eine Streifenauflage 10 für einen Teststreifen 12 mit einem Meßfeld 14, eine Meßoptik 16, eine Auswerte- und Steuerschaltung 18 sowie eine Anzeige einheit 20.In the embodiment of the measuring device according to the invention shown in FIG. 1, this comprises a strip support 10 for a test strip 12 with a measuring field 14 , measuring optics 16 , an evaluation and control circuit 18 and a display unit 20th
Die Meßoptik 16 enthält zwei Lichtquellen 22, 24, die bei spielsweise von Leuchtdioden gebildet sind. Die Lichtquellen 22 und 24 sind auf unterschiedliche Meßbereiche 26 bzw. 28 innerhalb des Meßfeldes 14 des Teststreifens ausgerichtet. Die Lichtquellen 22 und 24 werden von der Auswerte- und Steu erschaltung 18 her angesteuert. Die Meßoptik 16 enthält fer ner einen Detektor 30, der Licht von dem gesamten Meßfeld 14 her empfangen kann. Der Detektor 30 ist mit der Auswerte schaltung 18 verbunden.The measuring optics 16 contains two light sources 22 , 24 which are formed, for example, by light-emitting diodes. The light sources 22 and 24 are aligned with different measuring areas 26 and 28 within the measuring field 14 of the test strip. The light sources 22 and 24 are controlled by the evaluation and control circuit 18 . The measuring optics 16 further contains a detector 30 which can receive light from the entire measuring field 14 . The detector 30 is connected to the evaluation circuit 18 .
Bei einer Blutzuckermessung tropft der Patient einen Tropfen Blut auf das Meßfeld 14 des Teststreifens 12 und legt diesen in einer vorgebenen Position auf die Streifenauflage 10. Bei einem herkömmlichen Meßgerät wird nun das Meßfeld 14 beleuch tet und der Detektor empfängt das reflektierte Licht. Auf grund des aufgetropften Blutes und einer chemischen Reaktion mit einer Testsubstanz innerhalb des Meßfeldes 14 verändert sich das Reflexionsvermögen in definierter Weise. Aus der Änderung des Reflexionsvermögens läßt sich anhand einer in der Auswerteschaltung gespeicherten Eichkurve der Blutzucker gehalt ermitteln, der dann auf der Anzeigeeinrichtung 29 an gezeigt werden kann.In the case of a blood sugar measurement, the patient drops a drop of blood onto the measuring field 14 of the test strip 12 and places it on the strip support 10 in a predetermined position. In a conventional measuring device, the measuring field 14 is now illuminated and the detector receives the reflected light. Because of the dripped blood and a chemical reaction with a test substance within the measuring field 14 , the reflectivity changes in a defined manner. From the change in reflectivity, the blood sugar content can be determined on the basis of a calibration curve stored in the evaluation circuit, which can then be shown on the display device 29 .
Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung werden die Licht quellen 22 und 24 im Wechsel ein- und ausgeschalten, so daß der Detektor 30 abwechselnd Licht von den Leuchtflecken 26 und 28 erhält. Wurde das Meßfeld 14 von dem aufgetropften Blut vollständig benetzt, so daß sich sein Reflexionsvermögen gleichförmig verändert, ergibt sich kein Unterschied zu der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Messung. Wurde dagegen nicht ausreichend Blut aufgetropft, um das gesamte Meßfeld 14 zu benetzen, ändert sich das Reflexionsvermögen in den Meßbe reichen 26 und 28 in unterschiedlicher Weise. Fig. 3 zeigt die Änderung des Reflexionsvermögens (Ordinate) über der Zeit (Abszisse). Die beiden Kurven 32 und 34 geben die unter schiedliche Änderung des Reflexionsvermögens in den unter schiedlich benetzten Meßbereichen 26 und 28 wieder. Der Wert Rl entspricht dem Leerwert des Meßfeldes vor dem Blutauftrag. Mit Hilfe der Auswerteschaltung 18 kann nun beispielsweise für beide Meßbereiche 26 und 28 jeweils die Zeit t1 bzw. t2 gemessen werden, für welche in beiden Meßbereichen 26, 28 der Meßwert R2 erreicht wurde. Während im Idealfall, in dem das gesamte Meßfeld 14 gleichförmig benetzt wurde, die beiden Kurven 32 und 34 zusammenfallen und sich auch damit kein Zeitunterschied für die beiden Meßkurven ergeben kann, wird im dargestellten Fall der Meßwert R2 für die beiden Kurven zu unterschiedlichen Zeiten t1 bzw. t2 registriert. Es wird nun ein Schwellwert für den Zeitunterschied Δt=t2-t1 vorgegeben. Wird dieser Schwellwert überschritten, erzeugt die Auswerte schaltung 18 auf der Anzeigeeinheit 20 eine Warnanzeige. Diese signalisiert dem Benutzer, das er nochmals Blut auf das Meßfeld 14 auftropfen soll, um eine korrekte Messung erzielen zu können. Es kann auch ein zweiter Schwellwert für Δt fest gelegt werden, oberhalb dessen eine Nachdosierung nicht mehr erfolgen darf, weil die Reaktion durch das zunächst aufgetra gene Blut bereits soweit fortgeschritten ist, daß das nachdo sierte Blut keine einheitliche Reaktion innerhalb des Meßfel des 14 mehr hervorrufen würde.In the arrangement shown in Fig. 1, the light sources 22 and 24 are switched on and off alternately, so that the detector 30 alternately receives light from the light spots 26 and 28 . If the measuring field 14 has been completely wetted by the dripped blood so that its reflectivity changes uniformly, there is no difference from the conventional measurement described above. In contrast, if not enough blood was dripped on to wet the entire measuring field 14 , the reflectivity in the measuring ranges 26 and 28 changes in different ways. Fig. 3 shows the change in reflectivity (ordinate) over time (abscissa). The two curves 32 and 34 show the different changes in the reflectivity in the under different wetted measuring ranges 26 and 28 again. The value R1 corresponds to the blank value of the measuring field before the blood application. With the aid of the evaluation circuit 18, it is now possible, for example, to measure the time t1 and t2 for both measuring ranges 26 and 28 , for which the measured value R2 was reached in both measuring ranges 26 , 28 . While in the ideal case, in which the entire measuring field 14 was wetted uniformly, the two curves 32 and 34 coincide and there can be no time difference for the two measuring curves, the measured value R2 for the two curves is shown at different times t1 and . t2 registered. A threshold value for the time difference Δt = t2-t1 is now specified. If this threshold value is exceeded, the evaluation circuit 18 generates a warning display on the display unit 20 . This signals the user that he should again drip blood onto the measuring field 14 in order to be able to achieve a correct measurement. It is also possible to set a second threshold value for Δt, above which a replenishment may no longer take place, because the reaction through the initially applied blood has already progressed to such an extent that the replenished blood no longer causes a uniform reaction within the measuring field of the 14 would.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Meßoptik zwei vollständig getrennte Abtasteinheiten, bei de nen jeder Lichtquelle 22, 24 jeweils ein eigener Detektor 36 bzw. 38 zugeordnet ist, wobei je der Detektor 36, 38 in diesem Falle so ausgerichtet ist, daß er nur den jeweiligen Meßbereich 26 bzw. 28 erfaßt. Diese Lösung bietet die Möglichkeit, beide Meßbereiche 26 und 28 gleichzeitig zu beleuchten und zu vermessen. Ergibt die Messung zu einem gegebenen Zeitpunkt t ein ΔR=R1-R2 für die beiden Meßbereiche 26 und 28, so kann durch Vergleich mit einem vorgegebenen Schwellwert für ΔR wiederum eine Warnanzeige erzeugt werden, die den Benutzer zu einer Nachdosierung auf fordert. Es kann auch ein weiterer Schwellwert für ΔR festgelegt werden, bei dessen Überschreiten eine Nachdosierung nicht mehr sinnvoll ist und die Messung insgesamt wiederholt werden muß.In the embodiment shown in Fig. 4, the measuring optics comprises two completely separate scanning units, each having its own detector 36 and 38 is assigned to each light source 22 , 24 , the detectors 36 , 38 being aligned in this case in such a way that it only covers the respective measuring range 26 or 28 . This solution offers the possibility of illuminating and measuring both measuring ranges 26 and 28 simultaneously. If the measurement at a given time t results in a ΔR = R1-R2 for the two measuring ranges 26 and 28 , a warning display can again be generated by comparison with a predetermined threshold value for ΔR, which prompts the user to add more. A further threshold value for ΔR can also be defined, if it is exceeded a further dosing is no longer sensible and the measurement as a whole has to be repeated.
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